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WO 99/40381 PCT/FR99/00258
GÉNÉRATEUR DE PARTICULES DE GLACE, DE NEIGE, OU NUCLÉATEUR,
INTÉGRÉ DANS UNE TETE DE PULVÉRISATION D'EAU
La présente invention concerne un générateur de particules de glace ou
de neige, encore appelé dispositif de nucléation ou nucléateur, intégré dans
une tête de pulvérisation d'eau sous pression pour la fabrication de neige de
culture.
Ces dispositifs de nucléation sont pratiquement indispensables lorsque
la fabrication de neige de culture est réalisée au moyen de simples têtes de
pulvérisation d'eau, afin de réaliser un ensemencement et une production
rapide de neige c'est-à-dire même dans des conditions limites de température
et d'hygrométrie.
Les dispositifs de nucléation, ou nucléateurs, sont des dispositifs
particulièrement sensibles aux conditions atmosphériques et en particulier au
gel.
Ces nucléateurs fonctionnent de plus avec un très faible débit d'eau et
sont généralement alimentés par un circuit spécial qui règle le débit et la
pression, lequel circuit est installé en dérivation du circuit d'amenée de
l'eau
sous pression aux différentes buses de la tête de pulvérisation.
La présente invention propose un dispositif de nucléation qui, de par sa
conception et son association avec la tëte de pulvérisation, permet de
surmonter les inconvénients rappelés ci-dessus.
Elle permet de surmonter les inconvénients liés aux conditions
atmosphériques, comme le gel qui provoque une obturation des orifices
d'écoulement du fait des sections relativement faibles dans lesquelles
s'écoule
l'eau sous pression.
Elle permet aussi de s'affranchir des installations compliquées, en
simplifiant de façon singulière, les moyens qui permettent d'alimenter ces
dispositifs de nucléation.
Le dispositif de nucléation selon l'invention comprend des moyens
d'injection d'un petit jet d'eau sous pression dans un courant d'air, à grande
vitesse, avec un très grand rapport airleau, et le mélange air-eau s'effectue
soit
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de façon interne dans une chambre de mélange intégrée à la tête de
pulvérisation, soit de façon externe c'est-à-dire en-dehors de ladite tête, et
ces
moyens d'injection d'eau au moins se situent dans ladite tête et trempent dans
le circuit d'eau qui alimente en permanence sous pression la ou les buses de
pulvérisation et, simultanément, lesdits moyens d'injection.
Toujours selon l'invention, le rapport air/eau de ce dispositif de
nucléation est au moins égal à 200, et l'injection d'eau dans le courant d'air
sous pression, s'effectue à travers un ou plusieurs orifices de section très
faible, dont le diamètre est de l'ordre de 1 mm et moins. Cette section
particulièrement faible permet de réaliser une perte de charge importante au
niveau du nucléateur et surtout évite tout recours à un système détendeur
lorsque l'eau sous pression provient du circuit d'alimentation des buses de la
tête de pulvérisation. La pression dans ce circuit d'alimentation des buses
peut
varier dans des proportions importantes, sans influencer le fonctionnement du
dispositif de nucléation.
- Toujours selon l'invention, le dispositif de nucléation qui réalise un
mélange externe comporté une buse de pulvérisation d'air qui est munie d'un
déflecteur pour réaliser un jet à spectre plat, et il comporte une buse ou
gicleur
pour la pulvérisation de l'eau, dont le jet percute le flux d'air plat sous un
angle
de l'ordre de 45°.
Selon une variante de réalisation, le dispositif de nucléation se présente
sous la forme d'un mini canon à neige haute pression alimenté en air sous
pression et directement en eau sous pression au moyen du canal
d'alimentation de la ou des buses de pulvérisation, lequel mini canon se
présente sous la forme d'une cartouche implantée dans la tête de pulvérisation
et cette cartouche s'étend entre un canal d'amenée d'air sous pression et la
paroi externe aval de ladite tête, en traversant au moins un canal d'amenée de
l'eau sous pression à une ou plusieurs buses de pulvérisation.
Toujours selon l'invention, la chambre de mélange du mini canon est de
forme cylindrique et son diamètre est légèrement supérieur au diamètre de la
buse , ou gicleur, d'extrémité, laquelle buse a un orifice de sortie dont la
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section, qui est circulaire ou avale, a un diamètre équivalent au maximum à 10
mm.
Selon une autre disposition de l'invention, le ou les orifices qui
permettent l'injection d'eau sous pression dans la chambre de mélange,
comprennent un trou débouchant dans ladite chambre, dont le diamètre est de
l'ordre de 1 mm et dont la longueur est du même ordre que ledit diamètre,
lequel trou peut être aménagé au centre d'un forage ou lamage de grand
diamètre, au moins dix fois le diamètre dudit trou débouchant, de façon à
former une sorte de diaphragme au niveau de l'entrée du jet d'eau dans ladite
chambre de mélange.
La présente invention propose, également en association avec ces
nucléateurs, une tête de pulvérisation dont les capacités peuvent par exemple,
être modifiées facilement selon les besoins.
Selon l'invention, la tête de pulvérisation à laquelle est associé le
dispositif de nucléation, est constituée d'un corps qui comprend au moins deux
bases de pulvérisation alimentées de façon distincte en eau sous pression,
laquelle tête comporte un' pied un pied qui est aménagé de façon à permettre
sa fixation sur une perche, laquelle perche comporte par exemple plusieurs
conduits d'alimentation en eau et éventuellement en air sous pression,
lesquels
conduits sont disposés en relation avec des orifices aménagés dans ledit pied
pour alimenter les différentes buses de ladite tête.
Selon une autre disposition de l'invention, le corps de la tëte de
pulvérisation est constitué d'une pièce moulée de forme annulaire ou autre, en
alliage léger par exemple, laquelle pièce est munie de chambres d'alimentation
des buses de pulvérisation de l'eau sous pression, lesquelles chambres sont
par exemple obtenues directement par moulage, chacune d'elles étant
alimentée au moyen d'un canal disposé à la partie inférieure du corps de façon
à permettre la vidange totale desdites chambres lorsque la tête de
pulvérisation
est inactive, Lesquelles chambres sont de plus adjacentes, disposées côte à
côte, décalées axialement par rapport à l'axe du jet de la pulvérisation, et
elles
sont chacune traversées par des forages axiaux qui permettent de loger
lesdites buses de pulvérisation en forme de cartouches, lesquelles cartouches
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comportent au moins un orifice qui débouche dans l'une des chambres, pour
permettre leur alimentation en eau sous pression.
La tête de pulvérisation peut ainsi comporter des familles de buses ;
chaque famille étant alimentée par une même chambre.
Toujours selon l'invention, la tête de pulvérisation comporte, en amont
des chambres d'alimentation des buses de pulvérisation en eau sous pression,
une chambre alimentée en air sous pression, et la cartouche du dispositif de
nucléation traverse les différentes chambres d'eau sous pression et débouche
à son extrémité amont dans ladite chambre d'air sous pression, laquelle
cartouche comporte aussi au moins un orifice qui débouche dans l'une desdites
chambres d'eau sous pression, et en particulier la chambre principale disposée
en amont des autres, pour permettre l'injection d'eau dans le flux d'air qui
circule dans ladite cartouche par la chambre de mélange, et ce mélange air-
eau est pulvérisé par la buse du nucléateur sous forme de glace ou de neige.
La tête de pulvérisation avec dispositif de nucléation incorporé selon une
variante de l'invention, comporte au moins deux buses alimentées de façon
séparée par des circuits distincts d'eau sous pression, ces buses sont
disposées radialement sur la périphérie d'une chemise tubulaire dont l'axe est
proche de la verticale dans les conditions normales de fonctionnement,
laquelle
chemise renferme un noyau qui est muni de cloisons radiales pour diviser de
façon étanche l'espace interne de ladite chemise en plusieurs chambres : - une
chambre principale et - au moins une chambre secondaire qui est mise en
oeuvre après la chambre principale si nécessaire, lesquelles chambres servent
à alimenter une ou plusieurs buses, lequel noyau est muni de canaux internes
connectés sur lesdits circuits d'eau sous pression de façon à alimenter chaque
chambre.
Toujours selon l'invention, la partie supérieure de la tête de pulvérisation
comprend un chapeau muni d'au moins un dispositif de nucléation disposé à
côté ou dans le champ de la ou des buses de la chambre principale, lequel
dispositif est alimenté en eau et en air sous pression, laquelle alimentation
s'effectue, pour l'eau, par le canal d'alimentation de ladite chambre
principale,
lequel canal transite dans ledit chapeau, et l'alimentation en air s'effectue
au
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moyen d'un canal spécifique aménagé dans le noyau et dans le chapeau, au
centre de ces derniers.
Toujours selon l'invention, le dispositif de nucléation est intégré
radialement dans la tête, traversant la chemise tubulaire et s'emmanche dans
le noyau central jusqu'au canal d'arrivée d'air sous pression.
Selon une variante, le dispositif de nucléation comprend une cartouche
constituant la chambre de mélange et deux buses de pûlvérisation du mélange
air-eau, chaque buse étant orientée parallèlement aux faces des dièdres dans
lesquels sont par exemple alignées les buses de pulvérisation de l'eau sous
pression.
Dans les différents cas ci-dessus, le corps du dispositif de nucléation
trempe dans l'eau qui circule dans la chambre principale, évitant le gel et le
bouchage du ou des petits orifices du fait de la circulation permanente de
l'eau
dans ladite chambre.
Selon une autre disposition de l'invention, toujours dans le but d'éviter
les phénomènes de gel au niveau de la tête, les différents canaux
d'alimentation des chambres de ladite tête débouchent à la partie inférieure
de
chaque chambre permettant ainsi une vidange totale de ces dernières lors de
Parrêt de l'installation.
L'invention sera encore détaillée à l'aide de la description suivante et des
dessins annexés donnés à titre indicatif et dans lesquels
- la figure 1 représente de façon schématique, un mode de réalisation d'une
tête de pulvérisation susceptible d'être associée à un dispositif de
nucléation
selon l'invention ;
- la figure 2 représente de façon schématique et simplement fonctionnelle, une
section du corps de la tête de pulvérisation et l'implantation d'une cartouche
faisant office de buse de pulvérisation, alimentée par la chambre amont dudit
corps ;
- la figure 3 représente, comme pour la figure 2, une section schématique du
corps de la tête de pulvérisation avec une cartouche faisant office de buse,
aménagée pour coopérer avec la chambre centrale ;
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- la figure 4 représente comme précédemment, une cartouche faisant office de
buse de pulvérisation, coopérant avec la chambre aval du corps ;
- la figure 5 représente l'alimentation des différentes chambres du corps de
la
tête de pulvérisation ;
- la figure 6 représente une élévation en coupe longitudinale et verticale
d'une
tête de pulvérisation selon un premier mode de réalisation du dispositif de
nucléation selon l'invention ;
- la figure 7 représente une vue de face de la tête de pulvérisation
représentée
figure 6 ;
- la figure 8 représente une vue de dos de la tête de pulvérisation
représentée
figures 6 et 7 ;
- la figure 9 représente d'une façon plus détaillée, le dispositif de
nucléation
installé en amont du corps de la tête de pulvérisation telle que représentée
figures 6 à 8 ;
- la figure 10 représente une variante d'implantation du dispositif de
nucléation
dans la tëte de pulvérisation, lequel dispositif de nucléation se présente
sous la
forme d'un mini canon à neige du type haute pression ;
- la figure 11 représente une variante de réalisation de la tête de
pulvérisation
selon l'invention avec une coupe verticale et axiale du dispositif de
nucléation ;
- la figure 12 représente d'une façon détaillée et agrandie, un orifice
d'introduction d'eau sous pression dans la chambre de mélange du dispositif de
nucléation ;
- la figure 13 représente une vue de dessus de la tête de pulvérisation ;
- la figure 14 représente la tête en coupe selon 14-14 de la figure 11 ;
- la figure 15 représente la tête en coupe selon 15-15 de la figure 11 ;
- la figure 16 représente la tête en coupe selon 16-16 de la figure 11 ;
- la figure 17 représente une variante de la tëte de pulvérisation représentée
figure 11, en coupe verticale passant par le dispositif de nucléation ;
- la figure 18 représente une coupe selon 18-18 de la figure 17 ;
- la figure 19 représente une variante d'un dispositif de nucléation à deux
buses, commun à deux rangées de buses de pulvérisation.
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La tâte de pulvérisation peut se présenter, comme montré figure 1, sous
la forme d'un manchon annulaire 1 porté par un socle ou pied 2. Cette tête
comporte sur sa face aval 3, plusieurs orifices représentés par des croix.
L'eau
qui arrive sous pression au niveau de ces orifices, est pulvérisée axialement.
Cette tête de pulvérisation 1 est aménagée pour recevoir au niveau des
orifices précités, plusieurs familles de buses de pulvérisation comme par
exemple la famille numéro 1 qui comporte les buses repérées 1.1, 1.2, 1.3 ...
etc, jusqu'à 1.6, ainsi qu'une famille numéro 2 repérée 2.1, 2.2, par exemple
et
une famille numéro 3 repérée 3.1, 3.2.
Chaque famille 1, 2, 3 est alimentée en eau sous pression d'une façon
distincte, selon des caractéristiques propres à chacune d'elles.
On peut ainsi, à partir d'une même tëte, obtenir une grande variété de
pulvérisations en terme de débit notamment, adaptées à tous tes besoins.
Pour obtenir cette polyvalence, la tête 1 et en particulier son corps,
comprend plusieurs chambres comme représenté 5gures 2 à 5, chacune des
chambres servant à alimenter une famille ou série de buses de pulvérisation.
Les figures 2 à 5 montrent, de façon schématique et simplement
fonctionnelle, une section du corps de la tête de pulvérisation. Ce corps, de
forme annulaire, figure 1, peut tout aussi bien être rectiligne ou autre comme
par exemple en forme de diapason ; il comporte plusieurs chambres et en
particulier trois chambres dans les exemples détaillés figures 2 à 5. Ainsi,
on
trouve une chambre amont 5 constituant la chambre principale, une chambre
centrale 6 et une chambre aval 7.
Ces chambres sont disposées côte à côte, séparées par des cloisons 56
pour les chambres adjacentes 5 et 6, et 67 pour les chambres 6 et 7.
Ces différentes chambres sont forées selon un axe 8 qui est orienté
parallèlement à l'axe 9 de la tête de pulvérisation. Ce forage traverse la
paroi
aval 3, les cloisons 56 et 67 et, comme représenté figures 2 à 4, la paroi
amont
10 du corps de la tëte.
Ce forage permet de loger une buse de pulvérisation 11 qui se présente
sous la forme d'une cartouche 12 fermée à son extrémité amont et munie d'un
gicleur 13 à son extrémité aval.
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L'étanchéité entre la cartouche 12 et les différentes parois des chambres
et du corps de la tëte 1 est réalisée au moyen de joints 14. La cartouche 12
est
immobilisée par tout moyen approprié sur le corps 1.
La buse de pulvérisation 11 représentée figure 2, est une buse qui
correspond à la famille numéro 1. Cette buse est en communication avec la
chambre 5 qui reçoit de l'eau sous pression, comme représenté figure 5, au
moyen d'une conduite d'alimentation 15.
De la même façon, les chambres 6 et 7 sont alimentées de façon
séparée et respectivement par des conduits 16 et 17.
Chaque chambre 5, fi ou 7, est donc utilisable pour alimenter les
différentes familles de buses.
Ainsi, comme représenté figure 2, la chambre 5 alimente les buses de la
famille numéro 1. La cartouche 12 comporte en effet un ou plusieurs orifices
21
qui permettent de mettre en communication la chambre 5 avec la buse, l'eau
étant éjectée à travers le gicleur 13.
Les figures 3 et 4 représentent comme la figure 2, une section des
chambres 5, 6 et 7 ainsi que des buses 11.
La figure 3 montre une buse 11 dont la cartouche 12 comporte des
orifices 22 qui permettent de mettre ladite buse en communication avec la
chambre 6 pour pulvériser l'eau sous pression à travers le gicleur 13.
La figure 4 montre la buse 11 et en particulier sa cartouche 12 munie
d'orifices 23 qui mettent en communication ladite buse avec la chambre 7.
La figure 1 illustre, pour un premier mode de réalisation, une tête de
pulvérisation qui comporte un corps en forme de manchon annulaire muni d'un
pied 2. Le corps et le pied 2 sont de préférence réalisés par moulage de façon
monobloc, en alliage léger. Les chambres 5, 6 et 7 qui sont de forme
annulaire,
peuvent être obtenues directement par moulage.
Le pied 2 comporte les canaux correspondant aux tubulures 15, 16 et 17
représentées figure 5. Ce pied 2 est également aménagé pour pouvoir être fixé
par exemple sur une perche 25 comme celle décrite dans le document précité
FR-2 743 872.
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Cette perche 25 qui apparaît en traits mixtes fins figure 6, comporte des
tubulures obtenues par exemple directement par filage, qui permettent
d'alimenter en eau sous pression les chambres du dispositif de pulvérisation
et,
en plus, grâce à une canalisation centrale, d'alimenter en air sous pression,
un
dispositif de nucléation ou nucléateur.
La répartition des alimentations d'eau sous pression apparaît figure 8,
avec, au centre, l'orifice d'entrée du canal 18 pour le passage de l'air. Ce
canal
18 sert à alimenter en air sous pression le dispositif de nucléation 27 qui
est
représenté en coupe figure 6 et de façon plus détaillée figure 9.
Ce dispositif de nucléation comprend un support 29 en forme de barreau
vertical centré dans le plan vertical médian de la tête de pulvérisation et
fixé à
l'entrée amont de ladite tête. Ce support 29 comporte un canal 30 qui sert au
passage de l'air sous pression et un canal 31 qui sert au passage de l'eau
sous
pression, lequel canal 31 est alimenté au moyen d'une dérivation 32 ou
piquage sur le canal 15 d'alimentation de la chambre 5 qui constitue la
chambre principale.
Le canai 31 s'étend également à la partie supérieure du support 29 et il
permet l'alimentation d'une buse particulière 11' qui traverse les chambres 5,
6,
7, et la partie supérieure du support 29. Cette buse 11' se présente sous la
forme d'une cartouche également montée de façon étanche dans le corps 1 et
cette buse 11' est munie, au niveau du canal 31, d'orifices 33 qui permettent
le
passage de l'eau sous pression jusqu'au gicleur de pulvérisation 13.
On obtient ainsi une circulation d'eau dans le support 29 et comme
détaillé ci-après, dans le nucléateur 27 proprement dit, ce qui a pour effet
d'éviter le gel voire de dégivrer le gicleur d'eau et/ou d'air dudit
nucléateur, lors
de la mise en service de l'installation ou pendant son fonctionnement.
Le canal 30 aménagé dans le support 29 est en communication avec le
canal 18 qui véhicule l'air sous pression.
La figure 9 montre d'une façon plus détaillée, le nucléateur 27
proprement dit. Ce nucléateur comprend dans l'exemple représenté, un gicleur
centra! 35 qui pulvérise l'air amené sous pression par le canal 30, et un
gicleur
36 pour pulvériser l'eau qui est amenée sous pression par le canal 31.
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On remarque que l'air sous pression arrive dans une chambre 37
aménagée dans le support 29 et centrée sur l'axe 9 de la tête de
pulvérisation.
Cette chambre 37 est obturée par un chapeau 39 fixé à l'arrière c'est-à-dire
en
amont du support 29 et ce chapeau soutient un filtre 40 qui est interposé
entre
5 le canal 30 et le gicleur 35.
Le gicleur 35 est monté sur un bloc foré 41 qui est fixé sur la face aval
du support 29. Ce bloc 41 comporte une cavité axiale centrée sur l'axe 9 pour
loger le gicleur 35 et on remarque une chambre 42 aménagée autour du gicleur
35, sensiblement à mi-longueur, laquelle chambre 42 communique avec des
10 canaux 43 qui permettent une jonction des canaux 31 disposés dans la partie
inférieure et dans la partie supérieure du support 29. Ces canaux 43
établissent
une circulation d'eau continue dans le bloc foré 41, autour du gicleur 36 et
autour du gicleur 35.
Le gicleur 35 est un gicleur du type muni d'un déflecteur 45 qui permet
15~ d'obtenir un jet plat. Ce jet d'air plat est percuté par le jet d'eau du
gicleur 36.
Ce gicleur 36 est en effet disposé sous le gicleur 35, faisant un angle de
l'ordre
de 45° avec l'axe 9 du gicleur 35. En percutant le jet d'air, le jet
d'eau se
transforme en particules de glace ou de neige qui vont ensemencer les jets des
différentes buses 11 et 11' en service.
L'orifice 38 du gicleur 36 a un diamètre très faible, inférieur à 1 mm. Ce
gicleur 36 trempe dans l'eau qui circule pour alimenter la buse 11', ce qui
permet d'éviter le gel et l'obturation de l'orifice 38.
De plus, cet orifice 38, par sa très petite taille, permet d'obtenir un jet
régulier quelle que soit la pression dans le circuit d'alimentation de la buse
11'.
Le dispositif de nucléation ci-dessus est du type à mélange externe
c'est-à-dire que l'eau et l'air sont mélangés à l'extérieur de la tête de
pulvérisation mais dans la cavité centrale 39 du corps et en amont des buses
11. Le mélange ai-eau s'effectue avec un très grand rapport au moins égal à
200.
La figure 7 montre les différentes buses 11 réparties sur la face aval 3
du corps de la tête ainsi que la buse 11' disposée à la partie supérieure dans
le
plan vertical médian. Les gicleurs de ces différentes buses sont par exemple
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des gicleurs à spectre plat, disposés dans des plans parallèles entre eux de
façon à former des strates.
On retrouve aussi dans le plan vertical médian le gicleur 35 disposé au
centre du dispositif de pulvérisation ainsi que le gicleur 36 qui projette un
jet
d'eau sous pression dans le jet d'air du gicleur 35.
Les différentes buses 11 et la buse 11', provoquent et induisent un
courant d'air dans le corps de la tête 1 et autour dudit corps, favorisant le
mélange eau/air pour la formation de neige.
La figure 8 montre, vue de l'arrière, la tête de pulvérisation munie du
dispositif de nucléation 27.
On remarque, sur la face amont du corps de la tëte, les différentes vis 50
qui permettent l'assemblage des buses 11 et en particulier l'assemblage des
cartouches 12 formant ces buses.
La buse 11' est fixée elle aussi au moyen d'une vis 51 qui apparaït
figures 6 et 8.
La figure 10 représente une variante de réalisation dans laquelle le
nucléateur est directement intégré dans le corps de la tête de pulvérisation.
Ce
nucléateur se présente en fait sous la forme d'une cartouche particulière en
forme de mini canon à neige haute pression, disposée à la partie supérieure du
corps de ia tête 1.
Le corps comporte en plus des chambres 5, 6 et 7 qui sont alimentées
en eau sous pression, une chambre 4 disposée en amont des chambres
précédentes, de forme annulaire également, et qui est alimentée en air sous
pression au moyen du canal 18 qui est aménagé dans le pied 2 et communique
avec ladite chambre 4.
On obtient ainsi un dispositif de pulvérisation particulièrement compact
et homogène sur lequel on dispose d'un nucléateur constitué d'un mini canon
52 et de buses de pulvérisation classiques 11 réparties sur la face aval 3 du
corps de la tâte selon plusieurs familles, chacune de ces familles étant
alimentée au moyen des chambres 5, 6 ou 7 en fonction des besoins avec bien
sûr toutes possibilités pour réaliser une sorte de panachage des buses.
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La buse ou mini canon 52 comprend une cartouche 53 qui traverse de
façon étanche les chambres 5, 6 et 7.
Cette cartouche 53 est munie d'une cavité axiale qui fait office de
chambre de mélange 54 et sa paroi est percée d'au moins un orifice 55 situé
dans la chambre 5, laquelle chambre est alimentée en eau sous pression. La
cartouche 53 trempe ainsi dans l'eau d'alimentation des buses 11 ce qui
permet d'éviter le gel du ou des orifices 55.
Le ou les orifices 55 ont ensemble une section qui correspond ou qui est
même inférieure à la section circulaire d'un orü'tce dont le diamètre serait
de
l'ordre de 1 mm. La perte de charge provoquée par ce ou ces orifices permet
un fonctionnement du nucléateur quelle que soit la pression de l'eau dans la
chambre 5 notamment.
La paroi amont de la chambre de mélange 54 comporte des orü'ices 56
pour permettre le passage de l'air sous pression provenant de la chambre 4.
Le mélange eau-air s'effectue dans la chambre 54 et sort par le gicleur
ou buse 57. II s'agit d'un mélange à grand rapport air/eau, au moins égal à
200.
L'extrémité amont de ia cartouche 53 se présente sous la forme d'une
tige centrale 59 au niveau du canal 60 qui met en communication la chambre 8
avec la chambre 54 du mini canon.
En amont de ia tige 59, on trouve la vis d'assemblage 50' qui permet de
fixer la cartouche 53 constituant le mini canon 52, sur le corps 1 grâce à
l'épaulement 61 situé à la partie aval de ladite cartouche. Cet épaulement se
retrouve également, à l'identique, sur les cartouches 12 détaillées
auparavant.
La tëte de pulvérisation représentée figure 1 et figure 11, est plus
particulièrement destinée à être installée également à l'extrémité d'une
perche
comme dans le cas de l'installation décrite dans le brevet FR-2 743 872 de la
demanderesse.
Entre la tête de pulvérisation 1 proprement dite et l'extrémité supérieure
du mât 25, une pièce 63 peut servir d'intermédiaire, comme représenté figure
11. Cette pièce 63 est légèrement coudée pour donner à la tête 1 une
inclinaison favorable, proche de la verticale, ou légèrement inclinée pour
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provoquer une pulvérisation de l'eau selon un angle qui favorise une
projection
sur la plus grande distance possible en fonction des besoins et du site.
La tête 1, ügure 11, est constituée d'une chemise tubulaire 64 et d'un
noyau cylindrique 65 centré dans ladite chemise, et dont le diamètre est
inférieur à celui de ladite chemise pour permettre le passage de l'eau sous
pression. Le noyau 65 comporte des cloisons radiales circulaires qui divisent
l'espace interne entre la chemise 64 et ledit noyau, en plusieurs chambres.
Ainsi on trouve = une chambre principale 66, à la partie supérieure de la
tëte de pulvérisation, délimitée par les cloisons 67 et 69 du noyau 65, - une
chambre intermédiaire 70 délimitée par les cloisons 69 et 71 et une chambre
inférieure 72 délimitée par les cloisons 71 et 73. La cloison 73 est située à
la
partie inférieure du noyau 65 et la cloison 67 à la partie supérieure.
Chaque chambre alimente un ou plusieurs gicleurs 75 implantés sur une
ou plusieurs génératrices de l'enveloppe cylindrique de la chemise 64.
La chambre 66 qui constitue la chambre principale, peut comporter
plusieurs gicleurs 75 répartis sur plusieurs génératrices.
Les gicleurs 75 ~ des chambres 70 et 72 sont des gicleurs
complémentaires qui sont mis en oeuvre indépendamment de ceux de la
chambre 66, en fonction des conditions climatiques pour accroïtre selon ces
conditions climatiques les quantités de neige produite.
Chaque chambre est alimentée par un canal qui débouche à sa partie
inférieure.
On remarque, figure 11, l'orifice 76 qui débouche dans la chambre 66 à
sa partie inférieure c'est-à-dire au niveau de la cloison 69 du noyau 65. Un
orifice 77 débouche à la partie inférieure de la chambre 70 au niveau de la
cloison 71, et un orifice 79 débouche dans la chambre 72 au niveau de la
cloison 73.
L'étanchéité entre la chemise 64 et les différentes cloisons 67, 69, 71 et
73, est réalisée au moyen de joints d'étanchéité toriques 80 disposés dans
l'épaisseur desdites cloisons.
La partie inférieure du noyau 65 comporte une embase 81 en forme
d'épaulement radial, sur lequel prend appui l'extrémité inférieure 82 de la
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chemise 64. Le noyau 65 s'étend au-dessus de l'extrémité supérieure 83 de la
chemise 64 et il est couvert par un chapeau 84 qui est fixé par des vis 85
prise
dans l'extrémité cylindrique supérieure 86 du noyau 65. Le plan de joint 87
entre la chemise 64 et le chapeau 84 est disposé entre le joint torique 80 de
la
cloison 67 et un joint torique 89 disposé dans une gorge aménagée dans
l'extrémité cylindrique supérieure 86 du noyau 65.
Le chapeau 84 est positionné par rapport au noyau 65 d'une façon
précise soit au moyen d'une répartition originale des vis 85 et/ou d'un pion
de
centrage 90.
Cette position du chapeau 84 permet de placer la chemise 64 dans une
position précise égaiement au moyen du pion de centrage 90 interposé entre
les deux au niveau du plan de joint 87.
Le chapeau 84 comporte au moins un dispositif de nuciéation 91 qui fait
en fait office de nucléateur, pour fabriquer des particules de glace ou de
neige
qui ensuite vont ensemencer les différents jets provenant des buses 75 de la
tëte de pulvérisation. Ce dispositif de nucléation 91 comporte un corps
cylindrique en forme de ' cartouche 92 insérée radialement dans un orifice
aménagé à cet effet dans le chapeau 84, et une buse ou gicleur 93 qui est de
préférence orientée vers tes jets des différentes buses ou gicleurs 75 de
façon
à réaliser l'ensemensement.
La cartouche 92 du dispositif de nucléation est fixée par tout moyen
approprié dans le chapeau 84, par vissage par exemple ; elle sera détaillée
plus loin.
Les gicleurs 75 sont alimentés en eau sous pression à partir de canaux
qui amènent l'eau sous pression dans les différentes chambres. La répartition
de ces canaux dans le noyau 65 apparaît sur les différentes coupes
représentées figures 14 à 16 et, en pointillés sur la figure 11.
Le dispositif de nucléation 91 qui constitue en fait une sorte de mini
canon à neige haute pression à très grande rapport airleau, au moins égal à
200; est alimenté en eau sous pression au moyen de l'un des canaux
d'alimentation des chambres et en particulier au moyen du canal qui alimente
la chambre principale 66.
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Ce mini canon est également alimenté en air sous pression. On
remarque, sur les figures 14 à 16 et figure 11, un canal 95 disposé au centre
du
noyau 65, qui se prolonge jusque dans le chapeau 84, en forme de trou borgne
central. Ce canal 95 permet d'amener l'air sous pression jusqu'au niveau du
5 dispositif de nucléation 91 et en particulier à l'entrée aval de la chambre
de
mélange dudit dispositif, détaillé plus loin.
La chambre 66 est disposée juste en-dessous du dispositif de nucléation
91 ; elle est alimentée en eau sous pression au moyen d'un canal 96 qui
s'étend lui aussi jusque dans le chapeau 84, lequel chapeau comporte une
10 cavité annulaire 97 qui est traversée par la cartouche 92 du dispositif de
nucléation 91. Ainsi le canal 96 s'étend sur toute la langueur du noyau 65 ;
il
communique avec la cavité annulaire 97 aménagée dans le chapeau 84 et un
second canal 99 aménagé dans le noyau 65 s'étend de ladite cavité 97 du
chapeau 84, jusqu'à la partie inférieure de la chambre 66, débouchant au
15 niveau de l'orü~ice 76 dans ladite chambre pour alimenter cette dernière.
- On remarque, figures 19 et 14, que la chambre .66 alimente plusieurs
gicleurs 75, disposés par paires sur deux génératrices différentes. Ces
gicleurs
75 sont alignés verticalement avec les gicleurs disposés au niveau des autres
chambres 70 et 72 et également avec les dispositifs de nucléation 91.
Comme indiqué précédemment, l'orifice 76 se situe à la partie inférieure
de la chambre 66. On remarque, dans le prolongement de cet orifice 76, un
petit canal 100 de faible diamètre, qui s'étend entre le canal 99 et le canal
96,
disposé de telle façon qu'il permet une vidange totale de l'eau située dans la
chambre 66, lorsque l'alimentation en eau est coupée.
Le diamètre de ce canal 100 est de l'ordre du 1/5ème du diamètre des
canaux 96 et 99 afin de conserver une circulation préférentielle de l'eau sous
pression, dans la cavité 97 du chapeau 84.
La figure 15 montre une coupe au niveau de l'orifice 77 qui permet
l'alimentation de la chambre 70 et des gicleurs 75. Cet orifice ?7 est
atimenté
au moyen d'un canal 101 qui s'étend axialement dans le noyau 65.
On retrouve également figure 15, le canal 95 disposé au centre du
noyau dans lequel circule l'air comprimé et le canal 96 qui sert à alimenter
fa
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chambre 66 et dans le même temps, à alimenter les dispositifs de nucléation
91 tout en assurant autour de ces dispositifs de nucléation, une circulation
d'eau constante qui permet d'éviter le phénomène de gel.
La figure 16 correspond à une coupe au niveau de l'orifice 79 qui sert à
alimenter la chambre 72 et les gicleurs inférieurs 75. Cette chambre 72 est
alimentée au moyen d'un canal 102 qui s'étend parallèlement au canal 101, au
canal 96 et au canal central 95 qui sert au passage de l'air comprimé.
On remarque que le canal 102 est situé sous le canal 99, centré
pratiquement sur le même axe. L'extrémité inférieure du canal 99 et
l'extrémité
supérieure du canal 102 sont séparées par une distance qui correspond
sensiblement à la hauteur de la chambre 70.
La figure 12 montre le détail de l'un des orifices d'introduction de l'eau
sous pression dans la cartouche 92 du dispositif de nucléation 91.
Cette cartouche 92, de forme tubulaire, comporte dans sa partie centrale
une chambre axiale 103 qui débouche en aval du côté du gicleur 93 et qui est
ouverte en amont sur le canal 95 dans le chapeau 84.
Le diamètre de la' chambre axiale de mélange 103 est sensiblement
supérieur au diamètre du gicleur de sortie 93. L'eau sous pression qui sert à
alimenter la chambre principale 66, est introduite de façon radiale dans la
chambre de mélange 103 au moyen d'orifices 94, de préférence trois orifices
répartis sur la périphérie de la cartouche 92, dont les jets peuvent être
concourants sur l'axe de ladite chambre de mélange.
Ces orifices 94, dont l'un est représenté en coupe et de façon agrandie
figure 12, se situent plutôt vers l'amont de la chambre de mélange 103.
Comme représenté figure 12, la paroi externe de la cartouche 92 est
forée radialement avec un premier trou 104 dont le diamètre est inférieur à 1
mm, et un second trou ou lamage 105 de diamètre beaucoup plus important.
Le diamètre du trou 105 est de l'ordre de dix fois le diamètre du trou 104. La
longueur du trou 104 est du même ordre que son diamètre. Ainsi l'eau sous
pression est injectée dans la chambre de mélange 103 en franchissant une
sorte de diaphragme qui permet ainsi au dispositif de nuciéation 91 de
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fonctionner quelle que soit la pression de l'eau introduite dans la chambre
principale 66 pour l'alimentation des gicleurs 75.
A titre d'exemple, le dispositif de nucléation peut présenter les
caractéristiques suivantes : pour une sortie au niveau du gicleur 93 de
l'ordre
de 5,2 mm, on adoptera un diamètre pour la chambre de mélange 103 de
l'ordre de 7 mm et chacun des trois orifices 104 aura un diamètre de l'ordre
de
0,6 mm.
Le fonctionnement de ce dispositif de nucléation 91 s'apparente à un
mini canon à neige du type haute pression, dans lequel le rapport air/eau est
très important, au moins égal à 200 et de préférence nettement supérieur.
La tëte de pulvérisation 1 et en particulier l'embase 106 du noyau 65 est
fxée au moyen de vis 107 sur le raccord intermédiaire 63, lequel raccord 63
est
lui-même fixé au moyen de vis non représentées, sur l'extrémité du mât 25.
La figure 13 montre la répartition des vis 85 qui permettent de fixer le
chapeau 84 sur l'extrémité supérieure du noyau 65. La répartition des vis est
telle, comme signalé précédemment, qu'elle impose une orientation précise de
la tête par rapport au nojrau 65 et par voie de conséquence, une orientation
définie également pour la chemise 64 qui porte les gicleurs 75, au moyen du
pion de centrage 90 interposé entre ladite chemise et ledit noyau.
La figure 17 représente une variante de la tête de pulvérisation
représentée figure 11.
Dans cette variante, on retrouve la même disposition des chambres 66,
70 et 72. Une simplification apparaît du fait de l'implantation des
dispositifs de
nucléation 91 qui sont incorporés directement au niveau de la partie
inférieure
de la chambre 66.
On retrouve sur cette figure 17 une portion de la pièce intermédiaire 63
sur laquelle est fixé le noyau 65'. Le noyau 65' se présente sous la forme
d'une
pièce moulée et usinée, en alliage léger, et ressemble à une sorte de tiroir
hydraulique enfilé dans une enveloppe 64'. Cette enveloppe 64' est elle-même
constituée d'une pièce moulé usinée, en alliage léger, maintenue entre
l'épaulement inférieur 81 du noyau et le chapeau 84' qui est fixé par vis 85'
à
l'extrémité supérieure 86' du noyau 85'.
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Les chambres 66, 70 et 72 sont, comme précédemment, disposées
entre des cloisons. Ainsi on retrouve la cloison supérieure 67 qui délimite
avec
la cloison 69, la chambre annulaire 66.
La chambre annulaire 70 est délimitée par la cloison 69 et la cloison 71.
Cette cloison 71 est interposée entre la chambre 70 et la chambre 72, laquelle
chambre annulaire 72 est délimitée à sa partie inférieure par ia cloison ou
épaulement 73.
Pour faciliter le montage, les cloisons peuvent avoir des diamètres qui
vont croissant légèrement depuis l'extrémité du noyau jusqu'à son embase 81.
Ces chambres sont alimentées comme précédemment pour la tëte
représentée figure 11, par des conduits qui apparaissent en traits mixtes fins
et
qui débouchent par le biais d'un forage radial à la partie inférieure de
chacune
desdites chambres. Ces forages radiaux sont par ailleurs inclinés de façon à
permettre une vidange efficace et totale de chacune des chambres pour éviter
le gel lors de l'arrët de la pulvérisation.
Ainsi, on retrouve l'orifice 76 qui permet d'introduire l'eau sous pression
dans la chambre 66. Cette introduction dans la chambre 66 s'effectue
directement à la partie inférieure sans passer comme précédemment, figure 11,
par le chapeau 84.
La chambre 70 est alimentée par l'orifice 77 et la chambre 72 est
alimentée par l'orifice 79.
Un conduit central 95, dans le noyau 65', permet d'amener l'air sous
pression au dispositif de nuciéation 91. Ce dispositif de nucléation se
présente
comme précédemment figure 11, sous la forme d'une cartouche 92. Cette
cartouche 92 traverse la paroi de l'enveloppe 64', de façon étanche, et elle
est
par exemple vissée sur cette paroi ; elle s'emmanche dans un orifice 110
aménagé radialement dans le noyau 65', lequel orifice débouche dans le canal
95 d'amenée de l'air sous pression.
Ainsi, le dispositif de nucléation est alimenté en air sous pression à
l'extrémité amont de sa chambre de mélange 103, et l'alimentation en eau sous
pression, s'effectue au moyen d'un ou de plusieurs orifices 94 aménagés dans
la paroi de la cartouche 92.
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Ces orifices 94 se situent dans la chambre 66, alimentés en eau sous
pression en même temps que les buses de pulvérisation 75.
La cartouche 92 du dispositif de nucléation 91 trempe dans l'eau qui
circule dans la chambre 66 ce qui permet d'éviter les phénomènes de gel et de
bouchage des trous d'injection de l'eau dans la chambre de mélange 103.
Comme représenté figure 18, on peut positionner deux dispositifs de
nucléation 91, faisant un angle proche de 90° entre eux. Ces
dispositifs de
nucléation sont disposés à la partie inférieure de la chambre principale 66,
chacun sous une rangée verticale de buses de pulvérisation 75, lesquelles
buses sont représentées au nombre de trois figure 17, sur une même ligne et
dans un même plan vertical.
Dans ce plan vertical dans lequel on trouve un nucléateur 91 et les
buses 75 de la chambre principale 66, on trouve également les buses de
pulvérisation 75 associées aux chambres 70 et 72 situées sous la chambre
principale 66.
- A noter également que les dispositifs de nucléation 91 servent à
positionner angulairement~l'enveloppe 64' de la tête de pulvérisation par
rapport
au noyau 65' du fait de leur emmanchement dans des cavités radiales de ce
dernier.
Le gicleur 93 du dispositif de nucléation 91 est orienté comme tous les
gicleurs 75, perpendiculairement à l'axe longitudinal '109 de la tête 1. II
est
disposé sous les gicleurs 75 de la chambre principale 66 et non au-dessus
comme dans le cas de la tête représenté figure 11.
Les figures 17 et 18 montrent que le noyau 65' comporte un lamage 111
au niveau de chacun des orifices 110 dans lesquels s'emmanche la cartouche
92 des dispositifs de nucléation 91.
Ces lamages permettent d'obtenir une bonne circulation de l'eau autour
de la cartouche 92 des dispositifs de nucléation 91.
Les orifices 94 des dispositifs de nucléation représentés figure 17,
correspondent aux orifices 94 représentés figure 12 en liaison avec la figure
11.
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La figure 19 montre une variante de réalisation du montage du dispositif
de nucléation sur les tâtes de pulvérisation en forme de colonnes représentées
figures 11 et 17.
Le dispositif de nucléation 91' comporte une cartouche 92' qui est munie
5 de deux buses ou gicleurs 93'. La cartouche est centrée dans le plan médian
du dièdre formé par les deux rangées de buses de pulvérisation 75 alors que
les gicleurs 93' sont orientés parallèlement et respectivement à chaque face
dudit dièdre.
Cet aménagement particulier permet de réaliser un ensemencement
10 avec un seul nucléateur, lequel nucléateur comporte, dans ce cas, des
orifices
94 dans la cartouche 92', pour l'injection d'eau, qui sont sensiblement
supérieurs à ceux des montages précédents. On réduit encore plus, de cette
manière les risques de gel du ou des orifices 104 notamment.
